Fabricación aditiva y robótica: un matrimonio de intereses que podría extenderse a otros socios - Industria italiana

2022-07-23 05:59:40 By : Mr. John Yan

La fabricación aditiva y la robótica son dos de las principales tecnologías que habilitan la industria y, combinadas con IoT y el gemelo digital, permiten aumentar considerablemente la eficiencia de la producción.Sin embargo, deben adoptarse con un enfoque holístico, que mire toda la estrategia tecnológica, y no cada pieza.Y teniendo claro cuál podría ser el punto de llegada.Y trabajando al mismo tiempo en el crecimiento de las competencias de todos los recursos humanos presentes en la empresa, desde el Director General hasta el joven contratado por unos días.Porque las tecnologías habilitadoras "habilitan" no solo la eficiencia, sino sobre todo nuevos modelos de negocios.Y para saber cómo identificar, elegir e implementar estos modelos, las habilidades adecuadas son esenciales.En el caso de la impresión 3D, es necesario revisar el enfoque mental y aportar habilidades avanzadas a la empresa tanto en materiales como en procesos de producción, que son radicalmente diferentes, pero ofrecen numerosas ventajas, en primer lugar poder producir piezas terminadas de forma rápida y a bajo costo ensamblado, sin pasar por los moldes.Para la robótica es fundamental entender cómo insertar robots y cobots en la línea de producción sin tener que trastornarla o bloquear actividades durante mucho tiempo.Una respuesta en este caso viene de la puesta en marcha virtual: software como Emulate3D de Rockwell Automation, que permite crear Dynamic Digital Twins útiles para simular y probar máquinas y líneas de producción antes de que se construyan o actualicen, a fin de minimizar el riesgo en las inversiones. para la automatización.Industria Italiana pudo reunirse con algunos de los principales actores de estos sectores en el marco de un evento de Sps Italia celebrado en Cim4.0, un centro de competencia de Turín, en el área con la línea piloto dedicada a la fabricación aditiva, abierta a todas las empresas, que aquí podrán perfeccionar sus habilidades en el tema.Una línea piloto que incluye cuatro máquinas para impresión 3D sobre metal y con lecho de polvo, y que próximamente estará equipada con máquinas para impresión con materiales poliméricos.«No son demostraciones, esto no es un área de exposición», subraya Enrico Pisino, director ejecutivo del centro de competencia: «aquí es posible probar procesos y productos antes de llevarlos al mercado».Esta línea piloto es utilizada por Cim4.0 para ayudar a empresas, tanto pymes como realidades más estructuradas, a llenar su vacío de conocimiento sobre procesos de fabricación aditiva, apoyándolas en el desarrollo de nuevos productos, en la optimización de procesos y en la calificación de piezas. producidos, en caso de que estos componentes necesiten ser certificados para regulaciones específicas.Actualmente, hay tres máquinas Prima Additive: Prima Additive Print Sharp 150, una pequeña impresora 3D diseñada para el procesamiento de metales;Prima Additive Print Genius 250, una máquina de lecho de polvo ideal para imprimir prototipos o piezas finales complejas y Prima Additive Laserdyne 811, una impresora de deposición directa para reparar piezas metálicas, recubrimientos o agregar material a piezas existentes.Estos van acompañados de una Eos M-400-4, también en lecho de polvo y diseñada para altas capacidades productivas.Por qué la impresión 3D y la robótica se consideran habilitantes lo explica Giorgio Ferraris, area manager de 3Dz, distribuidor en Véneto de las principales marcas de escáneres e impresoras 3D, quien subraya cómo "la transformación digital significa aumentar el valor y reducir el tiempo, además de permitir cambios rápidos". estrategias".Como saben los lectores de Industria Italiana, la fabricación acelera significativamente los tiempos de producción ya que es posible prescindir de moldes y, al mismo tiempo, "imprimir rápidamente piezas con excelentes respuestas mecánicas que pueden probarse inmediatamente después de la impresión".Por lo tanto, es posible realizar experimentos rápidamente, corregir cualquier error sobre la marcha e incluso ahorrar dinero, ya que se eliminan los costos iniciales típicos del mecanizado y moldeado CNC.«Antes teníamos que gastar 20.000 euros para hacer un molde y luego esperar 45 días para hacerlo y evaluarlo».Hoy, por el contrario, bastan unos pocos días de experimentación para encontrar la solución adecuada y fabricar a partir de ella los moldes para la producción en serie.Sin embargo, según Ferraris, todavía no podemos decir que hayamos alcanzado la madurez total con la fabricación aditiva: es necesario investigar más sobre los materiales, tanto mejorando la calidad como, sobre todo, pensando en términos de sostenibilidad.La investigación sobre materiales también es muy importante para Davide Iacovelli, director regional EMEA de Eos, quien añade a esto la importancia de abrirse a nuevos modelos de negocio para extraer el máximo potencial de los procesos de impresión 3D.La capacidad de producir piezas listas para usar de forma rápida y rentable permite a las empresas encontrar nuevas formas de monetizar, incluida la producción de piezas de repuesto bajo demanda.Hoy en día, las empresas se ven obligadas a anticiparse a cualquier problema produciendo por adelantado y almacenando los distintos componentes de la maquinaria durante años.Al apuntar a la producción en tiempo real, solo cuando realmente es necesario reemplazar la pieza, es posible reducir significativamente estos costos, evitando costos de almacenamiento y tener que crear piezas que nunca se pueden usar o solo lo serán después de años."La impresión 3D es democrática, porque puede ser utilizada por todos, incluso por las más pequeñas realidades - continúa Iacovelli - pero aún tiene que crecer en términos de calidad y confiabilidad".Esto se debe a que las solicitudes han cambiado con respecto a los inicios: si antes la fabricación aditiva se utilizaba principalmente para la producción de pruebas de concepto o prototipos, hoy la tecnología es más madura y permite la creación de piezas terminadas y directamente utilizables.¿El siguiente paso?Potenciar la automatización y la sostenibilidad, que es lo que piden los clientes y que empuja a la compañía a invertir en el desarrollo de nuevos materiales biológicos y biodegradables.La automatización, en particular, permite reducir los costos unitarios al adoptar procesos integrados y conectados de extremo a extremo y es por eso que Eos, uno de los principales actores en el sector de los fabricantes de impresoras 3D, también ofrece servicios a sus clientes que van desde gemelos digitales hasta artificiales. inteligencia y que, aplicada a los procesos, puede agilizarlos en gran medida, requiriendo cada vez menos intervención humana.Un tema, el del ahorro económico, reafirmado por Alessandro Zito, jefe del sector de maquinaria de Ridix, distribuidor de máquinas herramienta, lubricantes y equipos mecánicos que desde 2020 se ha asociado con Trumpf para ofrecer una solución completa en el mercado italiano que incluye soluciones para la digitalización y servicios y sistemas para el procesamiento aditivo.Trumpf es una empresa multinacional especializada en la producción de máquinas herramienta y láseres para la producción industrial, así como sistemas de impresión 3D basados ​​en polvos y metales y también mediante sinterización láser, para la producción aditiva de cobre y otros metales preciosos.“Las impresoras 3D nacieron en digital y no podrían haber existido en analógico”, dice Zito, especificando que es gracias a las tecnologías digitales que es posible aprovechar al máximo la fabricación aditiva, un proceso que se destaca frente a otros por la posibilidad para ser monitoreado de forma remota, incluso durante la producción.«La transformación digital significa aumentar el valor y reducir los tiempos», explica Zito, y en el caso de la fabricación aditiva la gran ventaja es que se producen piezas terminadas, ya ensambladas, saltándose así algunos pasos propios de los procesos tradicionales.Si Ridix lleva más de 15 años experimentando con la impresión 3D sobre metal, HP apuesta más por soluciones de polímeros y plásticos para sus impresoras 3D, un sector en el que la multinacional TIC (conocida sobre todo por sus ordenadores y soluciones de impresión tradicional, sobre papel) entró hace 5 años con el objetivo de cambiar las reglas del mercado.HP cuenta actualmente con cuatro impresoras 3D en su catálogo, tres de las cuales utilizan polímeros de varios tipos como materiales, con diferentes propiedades de resistencia, deformación y peso.La impresora 3D Metal Jet, por el momento, es la única de HP diseñada para la producción en masa de piezas metálicas, apta para su uso en diversos sectores, incluido el de la automoción."Ya no es solo la creación de prototipos, sino también la producción", dice Eleonora Giacometti, gerente comercial socia de Hp Italia, y subraya que, desde su punto de vista, ya no hay excusas para no adoptar la fabricación aditiva: la tecnología está madura para hacer piezas funcionales, para llevar. directamente a la producción y ahora «el mundo se está moviendo hacia lo aditivo.Los que no han adoptado la impresora 3D llegan tarde».Objetivamente, todavía hay muchas empresas en el mercado que todavía se muestran reacias a adoptar.¿Porque?«Falta la mentalidad adecuada.Hay resistencia al cambio y todavía queda mucho por hacer en cuanto a saber hacer».Sin embargo, aquellos que atraparon la pelota de inmediato ya están experimentando los beneficios, como la personalización de la producción.«Antes las etiquetas de las latas eran estándar, ahora cambian con frecuencia, según el período o las vacaciones particulares».Y esto es posible gracias a que la tecnología actual permite crear producciones a medida de una forma más económica que los enfoques tradicionales, garantizando así mejores márgenes.Uno de los sectores en los que la impresión 3D está mostrando sus ventajas es el de Oil & Gas, un área en la que Valland ha comenzado a experimentar desde 2022. La empresa con sede en Lecco está especializada en la producción de válvulas personalizadas para el gas y la energía y ha optado por no montar grandes laboratorios con tornos y prensas: la mayor parte de la producción que requiere de estas máquinas se subcontrata, mientras que Valland produce internamente solo aditivos, utilizando cinco impresoras 3D, cuatro para imprimir polímeros y una para tecnopolímeros.La fabricación aditiva encaja bien con las necesidades de Valland para la producción de lotes pequeños, que a menudo consisten en una sola válvula diseñada para una sola aplicación.“Tener una parte de investigación y desarrollo enfocada a la fabricación aditiva es importante para nosotros, y nos permite bajar precios y mejorar los productos”, dice Gianluca Acquistapace, ingeniero de fabricación aditiva de la empresa, explicando que la impresión 3D es estratégica para Valland dado que “ayuda a entrar rápidamente en nuevos sectores”.Valland acaba de comenzar a introducir aditivos en la producción, pero ha estado experimentando con esta tecnología durante años y capacitando a empleados e ingenieros para cambiar a aditivos.En comparación con la producción clásica, se necesitan nuevas habilidades, en particular en materiales y hasta ahora la empresa Lecco se ha centrado en los polímeros, aunque últimamente también está comenzando a evaluar el metal y el cobre.La decisión de centrarse en la fabricación aditiva derivó en algunas dificultades iniciales, principalmente vinculadas al sector: «Oil & Gas es un mundo muy conservador que todavía tiene el enfoque de “siempre se ha hecho así”, explica Acquistapace."Proponer nuevas tecnologías, nuevos polímeros y nuevos diseños no fue trivial, y llevó tiempo convencer a los clientes a través de pruebas y certificaciones".Según el ingeniero, este es un elemento clave: extender las certificaciones del sector también a los productos impresos en 3D, para superar las resistencias en esta área.Además de la fabricación aditiva, una de las tecnologías habilitadoras que están llevando al mundo de la fabricación a repensar sus procesos es la robótica.Los robots y cobots pueden acelerar los procesos de producción y reducir los riesgos para los operadores, pero implementarlos no siempre es trivial.De hecho, las soluciones personalizadas son necesarias según las necesidades del cliente y es necesario considerar que es impensable interrumpir la producción durante mucho tiempo para mejorar la línea (es necesario intervenir rápidamente con actualizaciones).Marco Bartoldi, director de desarrollo comercial y ventas globales de Bonfiglioli, explica cómo el mantra en la empresa para la que trabaja es el de la mejora continua.«Nuestros clientes nos preguntan las solicitudes que vienen del mercado, y tratamos de apoyarlos.Somos parte de la cadena de desarrollo de productos y nuestro trabajo es sentarnos con ellos y ayudarlos a lograr sus objetivos con robots».Y los objetivos no son únicos, sino que dependen del cliente.«Algunos nichos piden silencio», dado que en determinados entornos trabajar sin protectores auditivos te permite trabajar con más facilidad y menos estrés.«En otros casos exigen ligereza y compacidad, en otros aún rendimiento.Y precisión, por supuesto», subraya Bartoldi, quien recuerda que uno de los motores en la búsqueda constante de innovación es el crecimiento de la competencia, especialmente en China, que impulsa mejoras continuas para ser competitivos en el mercado.Bonfiglioli se ocupa principalmente del desarrollo de motorreductores y reductores para varios tipos de aplicaciones, pero está abriendo un nuevo juego, el de los reductores finales para mover el brazo.Michele Scarpulla, consultora de tecnología mecatrónica y automatización de Rockwell Automation, multinacional estadounidense entre las líderes en el sector de la automatización, insiste en el tema de la virtualización en la fase de diseño de las líneas de producción en las que operan los robots.“Hoy no hay más prototipos, y las líneas creadas son prácticamente definitivas”.Esto es gracias al software gemelo digital Emulate3D, desarrollado para acelerar los tiempos de desarrollo de las líneas de producción y reducir los riesgos asociados con las inversiones en automatización.Scarpulla lo define como "un software integrado donde se diseñan las máquinas, robots, paletizadores, líneas de producción y todo lo que hace la máquina", para analizar en tiempo real cada fase del proceso productivo.A través de Emulate3D, los ingenieros pueden cambiar los componentes sobre la marcha, comprender qué funciona y qué debe optimizarse, y el sistema genera automáticamente un código que se puede usar en las máquinas.Sin embargo, este código aún no es definitivo sino solo «un punto de partida», que sin embargo permite un ahorro considerable de tiempo en la fase de diseño.Emulate3D admite la puesta en marcha digital, para conectar primero su máquina a un sistema de control, de modo que pueda resolver problemas lógicos, operativos o de secuencia antes de ir al sitio.También puede ser utilizado para capacitar a los trabajadores en un ambiente virtual, capacitándolos para enfrentar condiciones realistas a través de escenarios de simulación e introduciendo fallas en el sistema digital, para acostumbrarlos a reaccionar con prontitud ante eventos inesperados.Según Scarpulla, el PLC es el nodo fundamental, ya que representa la interfaz con el robot y la línea de producción.Teniendo en cuenta que muchos clientes no alteran las líneas de producción sino que actualizan las existentes, poder agregar rápidamente nuevas funciones al PLC es la forma más efectiva de optimizar la producción.Además de monitorear ya no las máquinas individuales sino todo el sistema, de acuerdo con sus especificidades.Hoy en día, recopilar datos puede parecer sencillo gracias a las tecnologías IoT, pero Scarpulla destaca que no es una tarea trivial, ya que no es inmediato “comprender qué datos tienes que tomar y cómo conectarlos.Ni saber catalogarlos e interpretarlos».Sin estas habilidades, los datos siguen siendo un fin en sí mismos y no permiten habilitar escenarios de mantenimiento predictivo.Gabriele Turconi, gerente de desarrollo comercial de Technology Bsa, un distribuidor de valor agregado de varios productos de automatización, incluidos los de Rockwell Automation, también reitera la importancia de la puesta en marcha virtual en la implementación de soluciones robóticas.Tecnología Bsa presentará en Sps Italia un nuevo paletizador cobot de siete ejes, con un brazo que le permite llegar a los palets más altos.Un producto «realizado en poco tiempo, porque la puesta en marcha se hizo virtualmente».Hablamos de un robot colaborativo nacido a partir de una petición concreta de un cliente, que necesitaba un cobot capaz de adaptarse a diferentes procesos, en varias líneas.“Una máquina que debe ser utilizada por un operario, no por un técnico especializado”, especifica Turconi y por tanto debe ser lo más independiente posible.Este robot es capaz de leer las "recetas", vía Qr Code o Rfid, y aplicarlas según donde se encuentre.Actualmente, los operarios se limitan a decidir si seguir los consejos del sistema sobre el tipo de palet a utilizar o si indicar una solución concreta entre las recetas del sistema.Las recetas son desarrolladas por Tecnología Bsa en base a las peticiones del cliente pero las realidades dotadas de un equipo técnico interno pueden crear las suyas propias, adaptándolas a las necesidades de producción.La formación es un punto en el que insiste Turconi porque «Ia y los robots no son suficientes para una verdadera transformación digital.A las empresas les faltan recursos”, entendidos no solo como presupuestos, sino recursos humanos.«Falta capacitación y hay que centrarse en la formación.Muchas veces también falta el caso de negocio, tener una idea clara de hacia dónde quieres ir y qué tienes que hacer para conseguirlo.Entonces, rara vez, cuando se toman decisiones en el campo de la transformación digital, todas las personas están involucradas.Un error, porque todo el mundo tiene que adaptarse si quiere que la transformación digital traiga resultados concretos».Alberto Pellero, director de estrategia y robótica de marketing de Kuka Roboter Italia, también aborda el tema de la escasez de habilidades, y explica cómo, por este motivo, Kuka se está enfocando en un enfoque diferente, más especializado y muy centrado en las necesidades del cliente.También porque la relación con el cliente no siempre es fácil: “las empresas quieren comprar cobots, pero no hacen un análisis previo para entender los beneficios y por eso es importante apoyarlos de la mejor manera posible, con asesoría”.Un ejemplo concreto es el de los robots con tecnología 5G: aunque Italia ocupa el sexto lugar en el mundo en ventas de robots, estos aún no están muy extendidos en Bel Paese.Y no por un problema de infraestructuras, sino por falta de cultura específica: "los productores deben saber explicar al cliente lo que les puede ayudar -normalmente la palanca es el ahorro de tiempo y dinero- y no empeñarse en ofrecer tecnología cuando no tienen sentido», es decir, cuando no hay un beneficio evidente para el cliente final.Según Pellero, la adopción de IoT y Virtual Twin brindará más ventajas a los usuarios de robots: estas tecnologías permiten adquirir datos y comprender dónde intervenir para agregar valor y brindar beneficios concretos.“Cuando haces una puesta en marcha virtual para simular un ciclo completo no generas prototipos: los primeros productos ya son definitivos, porque ya han sido probados”.Los esfuerzos de Kuka se centran últimamente en sistemas equipados con mecanismos de operación segura, soluciones de seguridad que bloquean al robot cuando existen peligros potenciales para los humanos y que representan cerca de la mitad de la producción actual de la empresa.Un ejemplo es el del sector de la automoción, con robots que sujetan en posición piezas de cientos de kilos mientras el hombre trabaja al lado.Un enfoque en el que el mercado parece estar más interesado.Con motivo de SPS, sin embargo, Kuka mostrará un nuevo manipulador, “un sistema cobótico móvil con un brazo capaz de moverse 360° y levantar cargas pesadas incluso en espacios reducidos”.Un proyecto realizado aprovechando sobre todo la tecnología italiana que implicó numerosas excelencias académicas.El tema de la relación con el cliente es muy querido por Fabio Rossi, director general de Automationware, una empresa de mecatrónica veneciana especializada en la producción de actuadores y componentes para robótica avanzada.«La cobótica ha llegado a la meseta porque ahora se está convirtiendo en una mercancía.Dentro de 10 años, el enfoque actual será reemplazado por nuevos paradigmas generados por un software de programación más potente».Y de la inteligencia artificial, que permitirá a los robots y cobots moverse de forma autónoma de un lugar a otro, sin cambios radicales en la estructura de almacenes o líneas de producción.En resumen, las estrategias de implementación y el software realmente importan.También es fundamental “el uso de robots en áreas donde aún no se utilizan y donde los clientes no tienen una cultura específica”.Es normal en esta etapa, pero es necesario sentarse al lado del cliente, escuchar sus necesidades y requisitos y luego proponer aquello en lo que tiene experiencia, es decir, las soluciones de automatización.Comunicarse con los clientes no significa pretender convertirlos en expertos en robótica, sino sentarse a su lado y apoyarlos en su camino de crecimiento.Utilizando palabras sencillas y no tecnicismos inútiles porque como recuerda Claudio Ragni, director de marketing de Oppent, “la terminología del sector no ayuda, sino que muchas veces confunde”.Los clientes suelen estar intrigados por determinadas tecnologías de automatización, pero no siempre hacen evaluaciones en profundidad: "las empresas nos llaman con frecuencia para pedir cobots, pero no realizan análisis preventivos y no entienden los beneficios", continúa Ragni, subrayando que también es fisiológicos, dado que se trata de nuevas tecnologías y el público necesita tiempo para digerirlas.El enfoque de Oppent para la automatización está dirigido a proyectos individuales, creando personalizaciones totales.“No recuerdo haber estudiado un proyecto que fuera parecido a otro.En mi opinión, la normalización en este ámbito no funciona».Esto se debe a que las soluciones de Oppent son muy específicas: la empresa nació en la década de 1980 fabricando sistemas de correo neumático y cintas transportadoras, y luego ingresó al sector hospitalario con soluciones para el manejo automatizado de pruebas clínicas, medicamentos e incluso sábanas.Gracias a la experiencia en el hospital y la capacidad de relacionarse con los clientes, Oppent pudo conquistar otros sectores, tanto que hoy sus soluciones de automatización son adoptadas por clientes como Ferrari, Airbus y Ferrero.Las soluciones de la compañía se dirigen principalmente a cuatro sectores verticales: sanidad, retail, industria y áreas urbanas (con productos para la gestión de residuos).Algunos de estos también están fabricados con componentes de otros fabricantes, como es el caso de Evo Cobot 1 y 2. Se trata de Agv, por tanto, soluciones capaces de moverse de forma independiente, sobre las que se montan los cobots.Evo Cobot 1 adopta un Universal Robot UR10e, para operaciones de pick & place, mientras que en Evo Cobot 2 hay un YuMi de Abb, diseñado para actividades de ensamblaje, prueba y empaque.Antonio Cirone, director de marketing de sensores, conectividad y analógico para el sur y este de Europa de STMicroelectronics, destaca la importancia de los sistemas de monitorización 24/7.STMicroelectronics no se encarga de crear robots o cobots directamente, sino que produce los sensores y microcontroladores necesarios para coordinarlo todo y ayudar a los operadores a tomar las mejores decisiones.Dispositivos clave para robots móviles autónomos para habilitar el escenario de mantenimiento predictivo.Para hacerlo cada vez más eficaz y preciso, Stm ha desarrollado a lo largo de los años todo tipo de sensores: acelerómetros, termómetros, instrumentos de detección de presencia y, últimamente, está trabajando en sensores que también pueden analizar la carga eléctrica de las personas, útiles para reconocer la presencia de personas en los autómatas y por tanto ofrecer una mayor seguridad en las plantas productivas.No es el único frente en el que Stm está activo en el campo de la automatización y la robótica.El gigante de la electrónica está trabajando para integrar la inteligencia artificial en el borde para "llevar la capacidad analítica a pasos específicos en la cadena de producción".Cómo, con sensores inteligentes capaces de detectar vibraciones y procesar datos directamente, con miras al mantenimiento predictivo.Si tradicionalmente los sensores son objetos no inteligentes que se limitan a adquirir información y enviarla a las computadoras de borde, el ecosistema de sensores Stm Mems está compuesto por dispositivos “más inteligentes”, capaces de procesar cálculos de aprendizaje automático de forma autónoma.Al mover los cálculos al borde, de hecho, es posible tener ventajas en términos de utilización del ancho de banda, precisión de medición y eficiencia de todo el sistema.Y, sobre todo, por la seguridad, que es un aspecto de extrema importancia dado que cada vez más hombres y máquinas trabajan juntos.Guarde mi nombre, correo electrónico y sitio web en este navegador para la próxima vez que comente.Su dirección de correo electrónico se utiliza únicamente para enviarle nuestro boletín e información, incluida información comercial, sobre las actividades de Industria Italiana, tal como se define en la Política de Privacidad.Siempre puede utilizar el enlace para darse de baja incluido en el boletín.Su dirección de correo electrónico se utiliza únicamente para las actividades de Industria Italiana y no será divulgada ni transferida a terceros, por ningún motivo.